机械制造工艺学课程设计任务书
题目: 设计”135型连杆”的机械加工工艺规则及工艺装备内容: 1.零件图1张
2.毛坯图1张
3. 机械加工工艺过程综合卡片1张
4. 工艺附图1份
5. 课程设计说明书1份
135型连杆设计说明书
序言
机械工艺课程设计是一个综合的设计项目,它要求有一定的刀具,机床,切削及机械加工机械制造工艺等多方面的知识。
而实际机械加工是讲究经济性,高效性,以及美观合理,作为学生的设计肯定在设计过程中有很多与实际不合,再所难免,望老师指出并给予指导。
一、零件的分析
一)零件的作用
连杆是柴油机的主要零件之一。
它在柴油机中将作用于活塞顶面的膨胀气体的压力传给曲轴,又受曲轴的驱动带动活塞压缩汽缸中的气体。
连杆在工作承受着剧烈变化的动载荷。
连杆由连杆体和连杆盖组成。
连杆体和连杆盖的大头孔用螺钉与曲轴装配在一起。
135型柴油机连杆的大头装有薄壁轴瓦。
轴瓦有钢制的底。
底的内表面浇有一层耐磨金属。
在连杆体与连杆用定位孔很定位套来精确定位,小头孔内压入青铜衬套,以减少小头孔与活塞销的磨损,同时便于在磨损后进行修理和更换。
(二)零件的技术条件分析几加工面的选择
为了保证大头孔与轴瓦,曲轴,小头孔和活塞销能紧密配合,减少冲击的不良影响和便于传热,大头孔与小头的衬套均为高精度和底的表面粗糙度Ra1.6,小头孔的椭圆锥度总和允许误差为0.015。
两孔轴心线的不平行读会是活塞在汽缸中倾斜,而造成汽缸壁磨损不均匀,同时使得曲轴的连杆轴颈也产生边缘磨损,所以一般规定的公差比较紧;而两孔轴心线的歪斜度对不均匀磨损的影响较小。
对135型柴油机连杆的大小头孔的轴心线以及小头衬套的轴心线规定:两螺纹孔对铣开面的不垂直度在20毫米长度内的允许误差为
0.03
大小头孔的中心距影响汽缸的压缩比,所以规定比较高为280±0.03
对于螺纹联接连杆在工作时受到剧烈变化的动载荷的作用,这一动载荷最后传递到螺纹联接上,所以螺纹孔的表面粗糙度要求较高为Ra3.2;
在结合面方面,在连杆受动载荷时,结合面的歪斜使连杆沿着结合面产生相对错为,影响到曲轴的连杆轴颈和轴瓦的,从而产生不均匀磨损。
结合面的不平行度将影响到连杆体,135型柴油机连杆,规定:两螺纹孔对铣开面的不垂直度在20毫米长度内的允许误差为0.03
(三)连杆的机械加工工艺过程
由上述技术条件的分析可知,连杆的尺寸精度,几何形状精度以及相互位置精度的要求都很高。
但是连杆的刚性比较差,容易产生变形,这就给连杆的机械加工带来了很多困难,必须给以充分的重视,
连杆上需要机械加工的表面有:大小头端面,大头的结合面,小头孔,螺纹孔及其端面及定位面。
大头孔是半精加工后在切开,再精加工的,小头孔是压入衬套后在精加工的,这样保证了它们的尺寸精度及相互位置精度。
一般,连杆盖及连杆体不能互换。
现行的工艺适合中批量生产。
(四)连杆的机械加工工艺过程的分析
1工艺过程的安排
如前所述,连杆的精度要求是很高的。
但是连杆本身的刚度比较低,在外力的作用下容易变形;连杆是模锻件,孔的加工余量大,切削时将产生较大的残余内应力,并引起内应力重新分布。
因此在安排工艺是把粗加工安排在前,半精加工安排在中间,精加工安排在后面。
各主要加工表面的工序安排如下:
(1)两端面:粗铣,半精铣,精磨
(2)小头孔:粗镗,半精镗,压入衬套后再金刚镗
(3)大头孔:粗镗,半精镗,金刚镗
(4)螺纹孔:钻孔,阔孔,攻丝
(5)定位面G:粗铣
2,定位基面的选择
在该柴油机厂的连杆机械加工工艺过程中,选用连杆的一个指定的端面作为主要基面,并用大头孔上指定的一侧的外圆作为另一基面。
这是由于:端面的面积大,定位比较稳定:用小头孔定位可以直接控制大小头孔的中心距。
这样使得个工序的定位基准统一起来。
减少了定位误差。
(五)毛坯的尺寸及各工序加工余量的确定
根据以上的工艺分析确定了毛坯的尺寸,见毛坯图,有网纹线的是要机加工的面,其他尺寸靠锻造保证。
各个加工面各步加工工序的机械加工余量如下:
1,φ55的孔
已知其尺寸公差为0~+0.03 H9 ;表面粗糙度要求为Ra1.6;加工路线为粗镗-半
最后确定毛坯上的尺寸为:φ51.9±11
2. φ102的孔
已知经济精度要求为IT6(0~0.022).表面粗糙度为:Ra1.6;
最后根据[1],[4]确定毛坯尺寸为:φ98±1
3.大头孔端面
已知它的表面粗糙度要求为Ra3.2。
IT9级精度要求。
它的加工路线和机械加工余量
根据[1],[4]定出毛坯相应的尺寸为:68±1
4.小头孔端面
参考[2]小头孔的工艺路线前面三步与大头端面相同;它比大头孔端面多出一步为:再铣一次端面,根据任务书,它的尺寸要求为距离大头端面落差为 6.5±0.2,表面粗糙度要求为Ra12.5因此定出的毛坯相应的尺寸为跟大头端面齐平
5.定位面G
它的尺寸要求为距离大孔轴心线距离为75,表面粗糙度要求不高,因此它的工艺路线为:直接铣一次表面;余量为2
根据[1],[4]定出毛坯相应的尺寸为:77±1
6.铣开面
它的表面粗糙度要求为Ra1.6,要求较高,因此工艺规路线为:精铣,半精铣(用厚度极小的盘铣刀铣开)
7.螺纹孔
尺寸要求为M18X1.5,工艺路线为:钻孔-攻丝
8.定位孔
9.轴瓦凹槽
已知表面粗糙度要求为2.5,因此它的工艺规程为:粗铣,半精铣
10.小头端面油孔及锥孔
它的工艺路线为:钻φ16一次完成
参考文献:
[1]《机械精度设计与检测技术》陈隆德赵福令主编机械工业出版社
[2]《机械制造工艺学》西安交大机械制造工艺及设备校研室编西安交大出版社
[3]《机械制造技术基础及专业综合课程设计指导书》王建军黄宜坚编
[4]《机械制造手册》化学工业出版社.
[5]《机械制造技术》机械工业出版社
[6]《机械制造工艺禁忌手册》沈其文徐鸿本主编机械工业出版社。